化学反应与能量的变化

化学反应与能量的变化,寒冷的冬天，有时会禁不住打一个寒颤你，此时人体内会产生部分热量，那么这些热量来自于哪里？实验课上用酒精灯点燃镁条，镁条发出耀眼的白光，那么这种光源来自于哪里？美国和伊拉克的为什么持续了这么长时间，引起战争的主要原因是什么？,化学反应的基本特征,物质变化,旧化学键的断裂，新化学键的形成,能量变化,主要表现为热量变化，,放出热量或吸收热量,焓（H）：,与内能有关的物理量,焓变（H）,指生成物与反应物的焓差值,H=H生成物-H反应物,焓变（H）,表示恒压条件下化学反应的反应热,常用单位：,kJ/mol或kJmol-1,意义：,焓变与吸热反应、放热反应有什么关系？,吸热反应,放热反应,吸热反应：,吸收热量的反应,H0,或H为正,放热反应：,放出热量的反应,HE生,整个体系的能量降低,能量,E反反键,吸热反应的特征：,生键E生,E反0B.钠与水反应属于放热反应，因为钠与水具有的总能量大于NaOH与H2具有的总能量，则H0C.甲烷在氧气中燃烧是放热反应，则H0,C,D.因为,属于吸热反应，所以任何下高温下进行的反应都是吸热反应,课堂练习,3：断开1molH-H键、1molO=O键和1molH-O键所需的能量分别为436kJ、497kJ、462kJ，如果某反应过程中2molH2完全燃烧，则该过程中的热量变化是（）A.放出热量471kJB吸收热量445kJC.吸收热量479kJD.放出热量479kJ,D,怎样用化学方程式的形式表示该过程中能量和物质的变化？,思考?,热化学方程式：,能表示参加反应物质的量和反应热之间关系的化学方程式,不仅表明了化学反应中物质的变化，也表明了化学反应中能量变化的重要而特殊的化学用语,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-183kJ/mol,热化学方程式的书写有哪些原则和要求？,热化学方程式的书写原则和要求,须在化学方程式的右边表明反应热H的符号，数值和单位（H与最后一种生成物之间留一个空格）,H=，。,符号,数值,单位,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-183kJ/mol,符号,数值,单位,H与测定的条件（温度、压强）有关，因此书写热化学方程式时应注明H的测定条件。绝大多数H是在25、101kPa下测定的，此时可以不注明，反之，若不注明压强和温度，则表示25、101kPa条件下的数据。,所以在热化学方程式中，不标示反应的条件,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-183kJ/mol,化学方程式,热化学方程式,反应热与物质的聚集状态有关，因此必须标明物质的聚集状态,l：液体,s：固体,g：气体,稀溶液中，溶质标明“aq”,如：H2SO4(aq),表示稀硫酸溶液,化学式相同的同素异形体除了标明物质的状态外还需要标明其名称,C(s,金刚石）,C(s,石墨),热化学方程式中不标示“”和“”符号,H是一个宏观量，它表示每摩尔的反应，它与反应物的物质的量成正比，所以化学方程式中的化学计量数必须与H相对应,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-183kJ/mol,写出0.5molH2与0.5molCl2反应的热化学方程式？,12H2(g)+12Cl2(g)=HCl(g),H=-91.5kJ/mol,可逆反应的反应热,可逆反应不能进行到底，热化学方程式中的焓变表示按化学计量数所示的物质的量完全反应的热效应，与实际的热效应并不同,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-196.6kJ/mol,它表示2molSO2和1molO2完全反应时放196.6kJ的能量，,由于反应不能完全进行，实际放出的热量Q196.6kJ。,只能是整数，即表示粒子个数，又表示该物质的物质的量,可以是整数，也可以是分数，只表示该物质的物质的量,不要求注明,必须在化学式后注明,无,必须注明,表示化学反应中物质的变化,表明化学反应中物质的变化和能量变化,焓变的计算方法,H=E生成物-E反应物,H=反键-成键,4：断开1molH-H键、1molO=O键和1molH-O键所需的能量分别为436kJ、497kJ、462kJ，写出2molH2反应生成液态水时的热化学方程式？,课堂练习,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-479kJ/mol,已知将1t的碳酸钙完全煅烧生成石灰石需要吸收1.78*106kJ热量，写出该反应的热化学方程式：,CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H=+178kJ/mol,5:已知0.3mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出649.5kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：,B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)H=-2165kJ/mol,6：根据图，写出相关反应的热化学方程式,H=-41kJ/mol,燃烧热：,101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所释放出来的能量，叫做该物质的燃烧热,一些可燃物对应的稳定氧化物,C(s)CO2（g）,不是CO,H2(g)H2O(l),不是H2O(g),S(s)SO2(g),不是SO3(g),怎样书写燃烧热的热化学方程式？,可燃物为;1mol,生成的氧化物为稳定的氧化物,H2(g)+12O2(g)=H2O(l)H=-285.8kJ/mol,C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5kJ/mol,1mol的可燃物燃烧放出的热量为Q,Q=H,当nmol的可燃物燃烧时，,放出的热量为nQ,反应热为nH,课堂练习,7：以下几个热化学方程式中，能表示固态碳和气态氢气燃烧热的热化学方程式的是（）,A.C(s)+12O2(g)=CO(g)H=-110.5kJ/molB.C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5kJ/molC.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJ/molD.H2(g)+12O2(g)=2H2O(9)H=-241.8kJ/mol,B,中和热：,在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热叫做中和热.,放出的热量H=-57.3kJ/mol,H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)H=-57.3kJ/mol,热化学方程式为：,怎样用实验测定中和反应热的测定？,实验目的：,测定强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热，体验化学反应的热效应,实验原理：,通过测定酸碱中和反应中溶液温度的变化，依据Q=cmt计算Q从而测定中和热,实验装置：,起保温隔热作用,测定溶液的温度,起搅拌作用,小烧杯口与大烧杯口相平，减少热量的散失,m为反应后溶液的质量,实验步骤,a.按如图组装实验装置,b.量取50mL0.5mol/L盐酸，50mL0.55mol/LNaOH溶液，测量反应前后酸、碱溶液的温度t1,c.酸碱混合后测量混合溶液的最高温度t2,d.重复实验2-4次,实验数据记录和处理,记录每次实验所测定的温度数据，取三次测量所得数据的平均值作为计算依据,n(NaOH)=0.05L*0.55mol/L=0.0275mol,n(HCl)=0.05L*0.5mol/L=0.025mol,NaOH+HCl=NaCl+H2O,1mol1mol1mol,0.0275mol,0.025mol,0.025mol,稀溶液的混合，混合后溶液的密度近似等于水的密度，所以混合后溶液的质量为100g,反应中放出的热量,Q=cmt=4.18*10-3kJ/(g)*100g*(t2-t1)=0.418(t2-t1)kJ,所以中和热为：,H=0.418210.025/,注意事项：,酸、碱应该用强酸强碱的稀溶液，因为浓溶液混合时会放出热量，并且稀溶液混合时密度才近似为1g/cm3,中和热的测定中不能用弱酸、弱碱，因为弱酸弱碱的电离要吸收能量,试验中使碱液稍过量是为了保证盐酸完全反应完,提高中和热测定的准确性，实验操作动作要快，隔热和保温效果尽可能好，减少热量的散失。小烧杯口与大烧杯口相平,实验测定中读取的温度为记录的最高温度，每次测定温度前都要将温度计清洗干净。,试验中搅拌用的叫环形玻璃搅拌棒，不能说成玻璃棒或者搅拌棒，金属会传热，导致数据不准确,课堂练习,1：下列关于中和热的说法正确的是（）A.酸碱中和反应生成1mol的水放出的热量称为中和热B.稀H2SO4和稀NaOH溶液反应的中和热为H=-57.3kJ/molC.稀CH3COOH溶液与稀NaOH溶液反应生成1mol的水放出的热量为57.3kJD.强酸强碱稀溶液反应，生成1mol水时放出的热量称为中和热,D,9：用50mL0.5mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图1-7所示的装置中进行中和反应，回答下列问题：,（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是,该实验装置的一处明显错误是：.,环形玻璃搅拌棒,小烧杯口未与大烧杯口相平,（2）烧杯间填满碎纸条的作用是:（）,减少实验过程中热量的散失,（3）大烧杯上如果不盖硬纸板，测得的中和热数据:,偏小,（4）实验中改用55mL0.5mol/L盐酸与55mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量,所测中和热,简述理由：.,不相等,相等,因为中和热是指强酸与强碱稀溶液反应生成1molH2O时放出的热量，与酸碱的用量无关,（6）若三次平行实验数据测得起始时盐酸与烧碱平均温度相同，而终止温度与起始温度差（t2-t1）分别为：3.4、5.1、3.3、3.5，则最终带入计算式的平均温差均值为,3.4,根据计算的数据写出反应的热化学方程式为：,HCl(aq)+NaOH(aq)=NaOH(aq)+H2O(l),H=-56.8kJ/mol,该实验结果与H=-57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是（）,abcd,a.实验装置保温隔热效果差b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸的温度,误差分析：,（1）、量取酸碱溶液时，未清洗温度计,（2）、大小烧杯未平,（3）、用金属搅拌棒,（4）、用浓溶液反应,能源的分类,能源,一次能源,直接从自然界中取得的能源,太阳能、风